第1章 分析化学实验基本知识

1。1 化学试剂的规格

化学试剂的纯度会直接影响分析结果的度?因此，在分析过程中，为了能够合理地选用试剂(既不盲目追求试剂规格高而造成浪费，又不因选取的试剂规格低而影响分析结果的度)，必须了解试剂的规格?

最常用的化学试剂规格分类是以其中所含杂质多少来划分的，一般可以分为四个等级，其规格和适用范围见表1。1?

表1。1 化学试剂的规格和适用范围

此外还有一些特殊用途的高纯度试剂，如光谱纯试剂、色谱纯试剂、基准试剂等?其中，光谱纯试剂是以光谱分析时出现的干扰谱线的数目及强度来衡量的，往往含有该试剂的各种氧化物；色谱纯试剂是在较高灵敏度时以10-10g下无杂质峰来判断的，它们都不能作为化学分析的基准试剂，这点应予以注意?基准试剂的纯度相当于或高于分析纯试剂，可用作滴定分析中的基准物质，用来直接配制标准溶液?

1。2 玻璃器皿的准备

一般的玻璃器皿(如烧杯、锥形瓶、量筒等)可用毛刷蘸去污粉或洗衣粉、肥皂水等刷洗，再用自来水冲洗干净，然后用去离子水润洗三次?滴定管、移液管、容量瓶等用来计量体积的量器，一般不能用刷子刷洗内壁，以免影响体积测量的度，通常用洗涤剂淌洗或浸泡?对油污比较严重的情况，应该用配制的强氧化剂或有机溶剂洗液进行清洗，常用洗涤剂的配制及性能见表1。2?洗干净的玻璃仪器其内壁应该不挂水珠，这一点对玻璃量器(如移液管、滴定管等)尤为重要?

表1。2 常用洗涤剂的配制及性能

1。3 实验室废液的安全处理

实验室的项目繁多，所用试剂和反应后的产物也大不相同，而多数实验废液若直接排放会对下水管道造成腐蚀，对环境造成严重污染，违背科学实验的初衷?因此，实验室废液应严格管理，尤其是一些有毒有害物质，应将其单独进行无害化处理之后再排放或回收利用?下面将实验室常用有毒有害物质的处理方法作介绍?

1)含铅、镉废液的处理?用消石灰将废液调至pH=8~10，使Pb2+和Cd2+分别生成Pb(OH)2和Cd(OH)2，加入硫化亚铁作共沉淀剂，使之沉淀?

2)含Cr(Ⅵ)废液的处理?K2Cr2O7标准溶液是分析化学常用的标准溶液之一，但其毒性很大，需要将其还原为Cr(Ⅲ)后再作处理?一般加入二氧化硫、硫酸亚铁或亚硫酸氢钠等还原剂将重铬酸盐还原为铬酸盐，再使用石灰或氢氧化钠将铬酸盐转化为氢氧化铬从水中沉淀下来另作处理?

3)含氟废液的处理?加入石灰生成氟化钙沉淀?

4)含砷废液的处理?将废液调至pH>10，加入硫化钠与砷反应，生成难溶的硫化物沉淀?

5)含汞废液的处理?将废液调至pH=8~10，加入过量Na2S，使其生成硫化汞沉淀，再加入共沉淀剂硫酸亚铁，生成的硫化铁吸附溶液中悬浮的硫化汞微粒而使其共沉淀除去?弃去清液，残渣用焙烧法回收汞，或制成汞盐?

6)含氰废液的处理?用氢氧化钠调节溶液pH>10，加入过量高锰酸钾(3%)溶液，使CN-氧化分解?如果CN-含量过高，可加入过量的次氯酸钙和氢氧化钠溶液?

第2章 定量分析的一般过程

分析化学是生产和科研工作的眼睛，分析数据是指导实践的依据，因此在实际的定量分析测定中，应遵循科学的方法和严格的操作，以保障分析数据的性?一般，完整的分析过程应包括以下四个步骤:分析试样的采集和制备，试样的分解，分离及测定，数据处理及分析结果的给出?

2。1 分析试样的采集和制备

需要进行分析的对象往往分布广泛且组成复杂，要使所取的少量试样能够反映实际的组分情况，就必须正确取样，使所取试样具有代表性，否则可能得到错误的结果，甚至造成严重后果?

2。1。1 气体试样的采集

1。采样点的选择

根据测定目的选择采样点，同时考虑工艺流程、生产情况、待测物质的理化性质、排放情况及当时的气象条件?每一个采样点必须同时平行采集两个试样，记录采样时的温度、压力?测定结果之间的偏差不得超过20%?

2。采样方式

1)抽气法:主要采用吸收液和固体吸附剂?常用的吸收液有水、水溶液、有机溶剂，依据被测物质性质及所用分析方法而定，必须与被测物质发生作用快，吸收率高，同时便于测定操作?固体吸附剂有颗粒状和纤维状两种，前者包括硅胶、活性炭、陶瓷等，后者有滤纸、滤膜、玻璃棉等，要求后续洗脱容易?

2)真空瓶法:适用于被测气体浓度较高或与吸收液作用较慢的情况?将具有活塞的玻璃瓶抽成真空，在采样地点打开活塞，气体立刻充满玻璃瓶，然后向瓶中加入吸收液，使其有较长接触时间以利于吸收被测物质?

3)置换法:将采样瓶连接在一台抽气泵上，或者将不与被测物质发生反应的液体注满采样瓶，采样时放掉液体，使气体试样置换原有的空气?

2。1。2 液体试样的采集

以水样为例?对于水样比较均匀的静止水域，在不同深度分别取样即可?对于黏稠或含有固体的悬浮液及非均匀液体，应充分搅匀后取样?对于江河中的水样，应视其宽度和深度采用不同的方法采集?对于宽度大、水深的水域，可用断面布设法采表层水、中层水和底层水样?对于宽度小、水浅的水域，用单点布设法采表层水分析即可?采样方法是将干净的空瓶盖上塞子，塞子上系一根绳子，瓶底系一块铁或石头，将空瓶沉入离水面一定深处后，拉绳拔塞，水灌满瓶后取出?

2。1。3 固体试样的采集和制备

固体物料的取样和制备比气体和液体复杂许多，以矿石为例，应按如下步骤采集?

1。原始平均试样的采集

矿石等物料的组成很不均匀，应从不同区域及方位按比例采集，还要考虑颗粒的大小分布及堆放情况等各种因素，从不同部位及深度取样?需要采集的试样量则与物料的颗粒大小和组成的均匀程度有关?按统计学，采样量可按经验式Q≥Kda计算，其中:Q为最小取样量，kg；d为试样中的较大颗粒直径，mm；K和a为与物料均匀程度相关的经验常数，一般a为2，K为0。05~1。0，物料越均匀，K越小?

2。破碎

原始试样的量往往很大，为得到适量试样，只有减小d值，对试样进行破碎?由于不同组分的机械强度不同，破碎的程度不一样，粗粒和细粒中的组分含量也就不同，因此应使所有试样全部破碎并通过筛孔，然后混合均匀?

3。缩分

大量的原始试样还需经过缩分以得到少而匀、有代表性的试样?缩分一般用四分法，即将混匀的试样堆成圆锥，压成圆饼，十字中分为四等份，弃去对角两份，余下的两份再充分混匀后反复以四分法缩分，直至符合Q≥Kda(d可由筛网目号获知)?

4。干燥

以上所得试样由于粒度较小，容易吸潮，应妥善保管?一般在100℃烘干1h，去掉所吸水分，而保留组分中的结晶水，并置于干燥器皿中保存?

2。2 试样的分解

2。2。1 试样分解方法的一般选择原则

化学分析一般需要将试样分解，使待测组分定量地转入溶液中才能进行分析?

选择试样分解方法时，应依照先简单后复杂的原则，具体包括:

1)试样分解方法的优先次序:先考虑溶解法，再考虑熔融法?

酸性试样(如硅酸盐等)应选碱性溶剂?多数无机试样和碱性试样应选水或酸，溶剂的优先次序为:水、不带氧化性的简单酸(如HCl、稀H2SO4)、氧化性酸(浓H2SO4、HNO3、HClO4等)、具有配位能力的酸(HCl、HF、H3PO4)、混合酸(氧化性酸+有配位能力的酸，如HCl+HNO3)?

2)试样分解过程中不能损失待测物质?例如，测定钢铁中的磷时，不能用H2SO4或HCl处理试样，否则磷将生成PH3而挥发，而应该用具有氧化性的酸(如硝酸或王水)溶解钢样，使磷转化为H3PO4，再测磷的含量?

3)试样分解方法的选择还应有利于干扰元素的除去?例如，铬铁矿中铬的测定，矿样可用HClO4分解，也可用Na2O2熔融分解?若用Na2O2熔融分解，用水浸取，则铁、镍等形成氢氧化物沉淀，而铬以CrO2-4形式进入溶液，经一定处理后，用标准亚铁盐溶液滴定，从而避免了共存离子的干扰?

2。2。2 溶解法

溶解法常用溶剂的性质和用途介绍如下?

1。水

能溶于水的物质，如各种碱金属盐及铵盐、硝酸盐、氯酸盐、多数乙酸盐、氯化物等，应尽量以水为溶剂?

2。盐酸

盐酸是强酸，可与电极电位比氢更负的金属、合金及它们的难溶盐作用而使其溶解?金属及合金中的磷化物、碳化物、硫化物、砷化物、锑化物等，用盐酸溶解并加热的条件下，能生成相应的氢化物PH3、CH4、H2S、AsH3、SbH3；碳酸盐、亚硫酸盐、硫化物、亚硝酸盐、氟化物等用盐酸溶解，则有CO2、SO2、H2S、NO、HF逸出?

盐酸对试样分解能力强的另一原因是氯离子的还原和配位作用?一些具有氧化性的试样，如软锰矿中的MnO2，可与盐酸反应生成Mn2+和Cl2?Cl-可与Fe2+、Fe3+、Au3+、Cu+、Pt4+等生成配合物，可单独溶解试样，或者与其他试剂混